单螺杆泵橡胶定子的研制

% < #； 杂质。喷砂工艺设计为： 风量 % 9 ・ 气 9 ; 7 压 $ ； 石英砂粗度 # : 34 = > : 39 9。喷砂处理
后， 在 金 属 壳 体 内 壁 用 毛 刷 均 匀 涂 刷 !!% 遍
"， 晾干、 待用。 ? @ A 9 B 5 C+ $ 0 ! " # 定子螺旋孔导程的确定
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单螺杆泵又称摩伊诺泵 （4 ） ， 是一种内 5 7 5 6 啮合的密闭式螺杆泵， 属回转式容积泵， 由转子 / 定子副、 万向转动、 吸水室、 出水室、 输入轴和承座 组成， 它 有 两 个 输 液 元 件： 转子和定子 （又 称 衬 套） ， 通过作旋转运动的转子把液体推出去的办法 来输送液体。当转子旋转时， 相互啮合的螺旋把 液体关闭在啮合封闭空间内， 使液体由吸入口沿 螺旋轴向均匀无搅拌地推到排出口去。转子为圆 形截面的偏心螺杆， 一般用金属制造， 常为不锈钢 或表面镀硬铬的普通钢。定子有双头内螺纹， 定 子的导程为转子螺距的 ! 倍， 它是在金属壳体内 衬橡胶作弹性材料制成。 目前， 单螺杆泵已在各工业部门逐渐得到应 用， 较多的是代替离心泵、 齿轮泵或往复泵作输送 泵用， 主要用来输送水、 油、 浆状物、 悬浮液、 瓷土、 涂料和果酱等。 本次研制的是输油用单螺杆泵定子， 其主截 面结构见图# ， 规格为： ! + $ 8 ! ! $。 ! 产品设计 ! " ! 金属壳体 先 用外径为 ! + $9 9 的厚壁钢管切削加工， 将钢管内壁车至 ! （普通细牙 3 !9 9 并车出螺纹 螺纹、 右旋内螺纹、 三级精度、 螺距为 # ， : 39 9） 然 后两端外侧车出深 宽! !: $9 9、 $9 9的安装
定子是中空产品， 成型时需要芯模。芯模可 依据转子的尺寸定做。芯模在轴向的定位是定子 与转子匹配的关键。单螺杆泵实际上是多级泵， 它的每个闭腔容积相当于一级泵。在闭腔容积内
第 #期
周
毅C单螺杆泵橡胶定子的研制
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的液体压力随着液体从吸入腔向压出腔方向推移 而逐级提高， 每级压差为 ! !。转子与定子啮合 时， 每!个螺距构成一个闭腔容积。因此， 单螺杆 泵的转子 定子副的最小啮合长度不能小于 ! 倍 " 螺距 （即定子螺旋孔的一个导程） ， 否则吸入腔与 压出腔相通而不能工作。本设计转子螺距 " ／ ! 为# 取定子螺旋孔的导程 " 为% #$ $， % &$ $。 ! 配方设计 弹性内衬材料承受的负荷有转子对它的挤压 和 高速度的滑动摩擦， 滑动速度高达!’ #"(’ & $) 力对定子内衬的冲击以及由于摩擦和冲击的机械 能变成热能， 使内衬温度升高。故弹性内衬材料 要求具有良好的耐磨、 耐冲击、 耐热和耐腐蚀等性 能。因此主体材料选用 + , -。当输送的液体中 含有杂物时， 弹性内衬材料的硬度宜低些； 当输送 的液体是纯液体时， 弹性内衬材料的硬度宜高些。 最后确定的橡胶定子配方为： ， 硫 + , - % & & #） 黄 % ， 防老剂 ， 粘合剂 （ ’ # ! ’ # . / 0 $ 1 2 34 & 5 ， 氧化锌 ， 硬脂酸 ， 炭黑 ， 软化剂 6 ’ 5 # % # & ， 促进剂 % ， 其它 & 。胶料物理性能 7 ’ # ’ % # ） 为： 邵尔 < 型硬度 7 拉伸 （ % 6 789 ( &$ : ; !度， 强度 % ， 扯断伸长率 ! 耐油性能 %= > ? 5 & @； # 标准油 为： （ ） 体积变化率 % ( 7 & 89 ! 6/ # @。 " 生产工艺 单螺杆泵定子是由金属外壳内衬弹性材料构 成。由于橡胶 （弹性材料） 在金属壳体的里面， 采 用一般的模压硫化方法很难保证定子的内在质 量， 必须采用注压的方法才能达到满意的效果。 移模注压工艺就是在模具上装一只可拆卸的 注料筒， 橡胶胶料从注料筒流入模具中， 当模具两 端边的排气孔中有胶料流出时， 说明模具内已充 满胶料， 这时， 可把注料筒移去， 进行硫化。 移模注压是依靠平板硫化机的压力， 由径向 把胶料注入模具中去。注压半成品胶片要预热充 分， 注压时要分段慢慢打压。这样做可使胶料充 分流动， 而且胶料缓慢流动不会把芯模挤变形。 为保持在转子的高速运转下单螺杆泵定子的 万方数据 使用寿命， 本研制采用( 种方法提高橡胶与金属 ・ *%， 转子绕定子轴线行星回转时产生的离心
作者简介： 周毅 （ ） ， 男， 山东枣庄人， 山东安泰橡胶有限 # 1 " $ / 万方数据 责任公司工程师， 学士， 主要从事橡塑制品的科研开发工作。
图! 定子主截面
槽。设计内螺纹是为了增大金属与橡胶的接触 面， 提高粘合力。金属壳体周边的毛刺应及时修 去， 这样不会损伤模具。为了使橡胶与金属很好 粘合， 金属壳体一般采用喷砂办法来清除锈渍等
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! $ $ %年第3 $卷
单螺杆泵橡胶定子的研制
周 毅
（山东安泰橡胶有限责任公司， 山东 枣庄 ! ） " " # $ % 摘要： 介绍了单螺杆泵金属 ／ 橡胶定子的胶料配方设计、 产品和模具设计、 生产工艺及产品性能特点。主体材料选 用& 骨架材料内部设计螺纹， 增加了与橡胶的粘接力； 采用移模注压法， 设计合理的注压行程。产品耐油性好、 使 ’ (； 用寿命长。 关键词： 单螺杆泵； 橡胶定子； 注压工艺； & ’ (
收稿日期： ! & & ! " % % " & 7
的粘合力： 增大橡胶与 $定子金属壳体有内螺纹， 金属的粘合面； %选择喷砂工艺有利于粘合； &涂
# 胶粘剂使粘合更好。 刷. / 0 $ 1 2 34 & 5
# 模具设计 设计的注压工艺模具见图 ! 。左半部为定子 模具， 右半部为注压模具， 二者通过注料筒连接。 注料筒两端一端为正螺纹， 另一端为反螺纹， 装卸 十分方便。注压模具整体呈圆柱形， 注压腔为圆 柱形， 上下盖设计成八菱形以利于装卸； 下盖通过 螺纹与注压腔连在一起； 上盖的作用相当于一个 活塞， 整体设计为 A 形结构， 推进胶料的活塞头 设计为偏圆柱形； 注压后注压腔与外界空气相通 不致于造成太大的负压， 有利于卸模。注压腔容 积和注压行程设计为： 注压腔容积与定子弹性体 材料体积之比为% ； 一个注压行程 （即注压活 ’ ! B % 塞推进到底部） 后， 硫化平板恰好与定子模具接 触， 卸去注料筒和注压模具， 可直接进行硫化。
图! 注压工艺模具
移模注压工艺流程为： 金属壳体放入定子模 具!半成品胶片放入注压腔预热 ($ : ; ! 注压 ! 卸去注料筒和注压模具!硫化。 $ 产品特点 金属 ／ 橡胶定子是单螺杆泵的主要配件。主 体橡胶选用 + 骨架材料内部设计螺纹增大了 , -； 粘合面； 采用移模注压， 设计合理的注压行程， 操 作简便。产品具有耐油性好、 使用寿命长， 输送液 体时扰动小、 流量均匀、 压力稳、 效率高、 吸入性能 好， 宜于输送粘稠的非牛顿液体等特点。 % 结语 实际装机试验表明， 本研制单螺杆泵输液元 件— — —金属转子和橡胶定子的磨损比金属组合 小， 大大延长了使用寿命。